Vergleich der verschiedenen Übertragungswege
Ein Hauptvorteil der modernen Smarthome-Komponenten ist dass keine Kabel mehr gezogen werden müssen. Aber wie kommen die Daten vom Sensor in den Controller?
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Vergleich der verschiedenen Übertragungswege
Ich habe bisher mit fünf Möglichkeiten zu tun gehabt Daten zwischen Sensor und Zentrale zu übertragen. Hier ein persönlicher Vergleich. Da auch die Bedienung der Geräte die diese Verfahren verwenden eine Rolle spielt habe ich diese gleich mit verwurstet.
Funk via 433MHz
Dieses Verfahren kommt hauptsächlich bei den billigen Funktsteckdosen zur Anwendung die man im Baumarkt kaufen kann. Bei den meisten Geräten kann man einen Code einstellen um zu verhindern dass man Geräte des Nachbarn mit schaltet, normalerweise gibt es dafür vier Adressen. Die Dosen sind recht billig, es sollte kein Problem sein drei Dosen für unter 20€ zu bekommen. Ein weiterer Vorteil ist dass sie relativ klein sind - aber es gibt inzwischen einige Z-Wave-Dosen die noch kleiner sind.
Hauptnachteil dieses Verfahrens ist dass man ein eigenes Modul an den Raspberry anschließen muss und den Funkverkehr zwischen Dose und Fernbedienung abhören muss. Es gibt auch keine Rückmeldung der Dose die besagt ob sie tatsächlich angeschaltet ist. Die Zentrale bekommt also nicht mit ob die Dose tatsächlich aktiv ist oder nicht.
Streng genommen war der 433MHz-Funk mein Einstieg in das "Na-ja-man-kann-es-noch-nicht-Smarthome-nennen". Ich hatte einige Lampen mit diesen Steckdosen gesteuert und hätte sie gerne eingesetzt, aber die kleine Funkfernbedienung war immer am falschen Platz. Um das zu beheben hatte ich mir schon alle Teile besorgt um die Dosen per Raspberry oder Arduino zu steuern, hatte aber mit dem Bau noch nicht begonnen als ich die ersten Tradfri- und Hue-Komponenten kaufte und erst einmal abgelenkt war.
Fazit
Da es soweit ich weiß nur Steckdosen mit diesem Prinzip gibt und sonst keine Geräte ist das Ganze nur eingeschränkt nutzbar.
WLAN: Sonoff, Tasmota
Als sehr verlässlich hat sich die Einbindung von Geräten über das normale WLAN erwiesen. Gerät einstecken, IP-Adresse bestimmen (dazu muss ich oft an die fritz!box die die IP vergibt, aber manche Geräte zeigen sie direkt an) und ab da hatte ich keine Probleme mehr.
Die Absicherung erfolgt über das WLAN, d.h. wer ins WLAN gelangt kann auch die Kontrolle über die Geräte übernehmen wenn sie nicht mit einem Passwort abgesichert sind. Vielleicht hänge ich irgendwann meine Smarthome-Geräte in ein eigenes WLAN, aber im Moment bekommen das WLAN-Passwort eh\' nur Leute denen ich vertraue.
Hmm. vielleicht wird es Zeit die Sicherheit aufzustocken.
Theoretisch kann mit dem Standard-ping-Befehl festgestellt werden ob das Gerät arbeitet oder nicht - manche Geräte sind aber so eingestellt dass sie darauf nicht antworten. Anhand der IP und eines meist frei vergebbaren Namens ist es kein Problem die Geräte zu identifizieren. Das war ein weiterer Vorteil gegenüber anderen Systemen: es war relativ deutlich welches Gerät "switch.obi-zwei-radio-im-bad" ist.
Es ist auch eine sehr billige Art einen Sensor oder Ähnliches ins Netz zu bringen. Eine Zeitlang gab es bei Obi WLAN-Stromschalter für zehn Euro. Die chinesischen Sonoff-Schalter kosten fünf Euro das Stück und können einfach mit der tasmota-Firmware unabhängig gemacht werden. Ich musste aber leider feststellen dass sie zu groß sind um in die übliche Bohrung einer Wand-Steckdose eingebaut werden zu können - das war der ursprüngliche Plan um diese als Sensoren zu verwenden.
Allerdings benötigt der WLAN-Verkehr viel Strom und ist damit nur für Geräte sinnvoll die permanent an eine Stromversorgung angeschlossen sein können.
Die Kommunikation erfolgt meistens via MQTT, ein sehr einfach gestaltetes Protokoll das praktisch jede Zentrale verarbeiten kann.
Fazit
Durch die problemlose Art der Einbindung halte ich das für ein sehr gutes Verfahren, nur der hohe Stromverbrauch ist ein Problem. Und: es gibt nicht allzu viele vorgefertigte Geräte die sich auf diese Weise ins Netz einbinden.
Genaugenommen kenne ich auch wieder nur Steckdosen, und diese kommunizieren normalerweise nur mit einem externen Server und verwenden eine eigene App. Das ist dann die dümmste Variante, denn ich muss zum Bedienen wissen an welchem Typ Steckdose der Fernseher nun wieder hängt, welche App ich dazu benötige und muss auch mein Smartphone bei der Hand haben. Ich werde nur Geräte einsetzen die via MQTT funktionieren.
Bluetooth
Im Smarthome-Bereich ist Bluetooth eher unüblich, ich hatte eine Zeitlang versucht mein Smartphone mittels Bluetooth als Anwesenheitssensor zu verwenden.
Die Reichweite von Bluetooth ist aber zu gering um wirklich sinnvoll eingesetzt werden zu können. Außerdem schaltet mein Telefon auch die Übermittlung via Bluetooth ab wenn sie nicht genutzt wird und erscheint dadurch wieder als "nicht erreichbar".
ZigBee: Ikea und Philips
Die professionellen Systeme von Philips und Ikea (und Osram, aber von denen habe ich keine Geräte) verwenden das Protokoll "ZigBee". Unpraktischerweise haben sie lange unterschiedliche Versionen verwendet. Erst 2017 zog Ikea nach und machte es möglich die eigenen Birnen mit dem Philips-System zu koppeln, aber nur unter Einschränkungen wie ich feststellen musste. So sind die Ikea-Fernbedienungen im Hue-Netzwerk nur bedingt nutzbar.
Das Netz ist aber sehr verläßlich und ich hatte noch keine Probleme nachdem die Geräte mal angemeldet waren. Gerne würde ich meine gesamte Automation mit diesem Protokoll verwalten, aber es gibt nur wenige Anbieter die Produkte mit diesem Protokoll verkaufen - und wenn dann meist integriert in lokale Insellösungen die mit anderen Komponenten nicht zusammenarbeiten. So wie ich das mitbekommen habe muss man als Verwender dieses Protokolls eine Lizenz erwerben das zu tun, und diese Kosten wollen wieder hereingeholt werden.
Bei Ikea scheint es eine direkte Zuordnung zwischen Lampe und Fernbedienung zu geben. Ich kann eine Lampe nur mit einer Fernbedienung steuern. Bei Philips Hue geht das, aber dafür gibt es andere Beschränkungen die mir nicht einleuchten. Zum Beispiel endet beim Bewegungssensor die Nacht immer um acht Uhr morgens - ich kann zwar die Zeit einstellen ab der der Sensor das Licht schalten soll, aber nicht die Zeit an der er damit aufhört.
Durch die Beschränkungen der unterschiedlichen Hersteller habe ich jetzt immer noch zwei ZigBee-Sender in Betrieb: den von Ikea, und den Hue von Philips.
Fazit
Robust und einfach, aber nicht frei verfügbar.
Z-Wave:
Als Alternative zu ZigBee bietet sich Z-Wave an für das es Dutzende von Geräten gibt. Schalter, Steckdosen, Lampen, Rauchmelder, Sirenen, Öffnungssensoren - für alle Verwendungen scheint es eine Lösung zu geben. Die Geräte sind auch meist preislich im ertragbaren Rahmen, zumindest wenn man ein wenig sucht oder bereit ist auf eine Lieferung aus China ein paar Wochen zu warten (und nicht vergessen dass bei höheren Summen Zoll verlangt wird!).
Die Geräte fungieren als selbstverwaltetes Netz und wissen welche anderen Geräte in ihrer Nähe sind. Dadurch ist es möglich dass der Sensor für zum Beispiel die Wohnungstür außer Reichweite der Zentrale ist - sie kann ihn dennoch auslesen denn die Z-Wave-Steckdose im Flur gibt die Signale weiter.
Besonders angenehm finde ich dass die Geräte ihre Funktionsbeschreibungen mitbringen. Als ich die Sirene in meinen Home Assistant eingefügt hatte sah ich im Einstellungsmenü einen Punkt "Lautstärke" mit den Werten "Laut, Mittel, Leise" - zwar in Englisch, aber immer noch besser als "Konfigurationsparameter 5, Wert = 3".
Die Preise sind mittelprächtig. Ein Schalter mit vier Knöpfen kostet ungefähr 25 Euro (Vorsicht! auf ebay gibt es viele Angebote für 10-15 Euro, diese beeinhalten aber nur Rahmen und Wippe, diese kann man für um die fünf Euro bekommen!).
Was mich zuerst gestört hat sind die relativ umständlichen Namen. Meine Wohnungstür wird von "binary_sensor.neo_coolcam_doorwindow_detector" überwacht, meine Balkontür von "binary_sensor.neo_coolcam_doorwindow_detector_2". Ich kann die Namen zwar ändern, aber nur den externen Namen. Für Automatisierungszwecke muss ich weiterhin die nicht allzu sprechenden interne Bezeichnung "binary_sensor.neo_coolcam_doorwindow_detector_2" verwenden. Und da gibt es dann noch "zwave.neo_coolcam_doorwindow_detector_2", das ist eine andere Darstellungsform des Sensors an der Balkontür. Und viele Regeln funktionierten nicht weil der Sensor nicht "0" und "1" sendet, sondern "On" und "Off". Oder "on" und "off", und damit greift eine Regel nicht die auf "Off" prüft. Alles ziemlicher Frickelkram.
Allerdings war das Konzept von Z-Wave wohl eher dass Sensoren direkt mit Aktoren gekoppelt werden. Man verbindet also Schalter S logisch mit Lampe L. Dazu muss man einfach beide Geräte dicht zusammen bringen, in den Koppelmodus schalten und sie sollten sich finden. Ab da schaltet ein Druck auf S immer die Lampe L ein und aus.
Die Lösung der Smarthome-Systeme ist in der Regel dass das nicht getan wird und jede Komponente direkt mit dem Z-Wave-Modul verbunden wird. Dieses meldet Änderungen an die Zentrale und diese entscheidet dann welches Gerät was zu tun hat.
Das ist flexibler und zukunftssicherer. Will man eine Lampe L2 mit Schalter S verbinden geht das mit dem direkten Modell zwar auch, es könnte aber ein Problem sein den Schalter und L2 nahe zusammen zu bringen, speziell wenn beide schon eingebaut sind.
Das Problem hat man beim Umweg über die Zentrale nicht. Man muss nur die Regel ein wenig erweitern und schon schaltet S L und L2 und was auch immer man sich vorstellen kann.
Außerdem kann man so mehr Funktionen auslösen. Im Moment schaltet der linke Schalter im Wohnzimmer oben das Deckenlicht ein, unten wieder aus. Rechts oben schaltet die Stehlampe ein, unten wieder aus. Ich könnte auch links oben als "Deckenlampe umschalten" und rechts oben als "Stehlampe umschalten" belegen und hätte dann zwei Schaltfunktionen für weitere Lampen frei.
Ich habe aber immer wieder Probleme die Komponenten mit dem Stick zu verbinden. Schlimmer noch, ein Gerät war bereits einmal bekannt, wurde jetzt wieder vergessen und taucht nur als "Unbekannter Knoten" auf. Das ist ziemlich nervig und ist der Hauptgrund warum ich noch nicht alle Schalter verbaut habe - Home Assistant will sie einfach nicht erkennen. Ich vermute das liegt an der verwendeten Library OpenZWave.
Ein anderes Problem ist dass das gesamte Z-Wave-System bei manchen Resets des Raspberrys plötzlich nicht mehr funktioniert. Ich muss dann physisch den Strom zum Raspberry kappen und das gesamte System hart neustarten damit ich wieder meine Lampen steuern kann.
Wenn ich dann aber nicht mehr am System herumspiele läuft es recht zuverlässig. Man muss sich nur daran gewöhnen dass die Lampen etwas zeitverzögert reagieren. Das liegt daran dass die Schalter auch einen Doppelklick erkennen können (damit könnte man weitere Lampen schalten) und erst eine Sekunde oder so warten ob noch ein zweiter Impuls kommt.
Fazit
Die Möglichkeiten sind schier unbegrenzt, man muss bei der Einrichtung aber etwas Geduld haben.